22.07.2020 • Astrophysik

Spiralgalaxie mit riesigem Magnetfeld

Neuartige kosmische Magnetfeldstrukturen in der Galaxie NGC 4217 entdeckt.

Spiralgalaxien wie unsere Milchstraße können weit ausgedehnte Magnetfelder besitzen. Zu ihrer Entstehung gibt es verschiedene Theorien, bislang ist sie aber nicht genau verstanden. Ein internationales Forscherteam hat jetzt das Magnetfeld der Spiralgalaxie NGC 4217 detailliert auf der Basis radioastronomischer Beobachtungen analysiert und zuvor nicht bekannte Magnetfeldstrukturen entdeckt. Die Daten weisen darauf hin, dass Sternentstehung und Supernovae verantwortlich für die sichtbaren Strukturen sind. Die untersuchten Daten stammen aus dem Projekt „Continuum Halos in Nearby Galaxies – an EVLA Survey“ (CHANG-ES), in dem 35 Galaxien radioastronomisch vermessen wurden. NGC 4217 ähnelt der Milchstraße und ist etwa 67 Millionen Lichtjahre entfernt. Die Forscher hoffen, einige ihrer Erkenntnisse auch auf unsere Heimatgalaxie übertragen zu können.

Abb.: Die Spiralgalaxie NGC 4217 besitzt ein riesiges Magnetfeld, das hier in... — Abb.: Die Spiralgalaxie NGC 4217 besitzt ein riesiges Magnetfeld, das hier in Form von grünen Linien dargestellt ist. Die Radiodaten für das Bild wurden mit dem Karl G. Jansky Very Large Array aufgenommen. Das optische Hintergrundbild basiert auf Daten des Sloan Digital Sky Survey und des Kitt Peak National Observatory. (Bild: Y. Stein, J. English / R.-J. Dettmar / A. Miskolcziim / CHANG-ES / SDSS / KPNO)

Bei der Auswertung der Daten von NGC 4217 fanden Wissenschaftler gleich mehrere bemerkenswerte Strukturen. Die Galaxie weist eine auch schon bei anderen Galaxien beobachtete X-förmige Magnetfeldstruktur auf, die sich von der Galaxienscheibe über 20.000 Lichtjahre weit nach außen erstreckt. Neben der X-Form fand das Team eine Helix-Struktur, sowie zwei große Blasenstrukturen, auch Superbubbles genannt. Letztere gehen von Orten aus, an denen viele massereiche Sterne als Supernovae explodieren, aber auch Sterne gebildet werden, die dabei Sternwinde aussenden. Daher vermuten die Wissenschaftler einen Zusammenhang zwischen den Phänomenen.

„Es ist faszinierend, dass wir mit Radio-Polarisationsmessungen bei jeder Galaxie unerwartete Phänomene entdecken”, bemerkt Rainer Beck vom MPI für Radioastronomie in Bonn. „Hier bei NGC 4217 sind es riesige magnetische Gasblasen und ein Helix-Magnetfeld, das sich in den Halo der Galaxie schraubt." Außerdem offenbarte die Analyse große Ring-Strukturen in den Magnetfeldern entlang der ganzen Galaxie. „Das wurde so zuvor noch nie beobachtet“, sagt Yelena Stein vom Centre de Données astronomiques de Strasbourg. „Wir vermuten, dass die Strukturen durch die Sternentstehung zustande kommen, weil an diesen Stellen Materie nach außen geschleudert wird.“

Für ihre Analyse kombinierten die Forscher unterschiedliche Methoden, mit denen sie die geordneten und die chaotischen Magnetfelder der Galaxie sowohl entlang der Sichtlinie als auch senkrecht dazu sichtbar machen konnten. So ergab sich ein umfassendes Bild der Strukturen.

Um diese zu verdeutlichen, brachte Stein die radioastronomisch ausgewerteten Daten mit einem Bild von NGC 4217 zusammen, das im Bereich des sichtbaren Lichts aufgenommen worden war. „Es war mir wichtig, die Daten anschaulich zu machen“, sagt Stein. „Denn wenn man über Galaxien nachdenkt, kommen einem nicht als erstes Magnetfelder in den Sinn, obwohl sie gigantisch groß sein können und einzigartige Strukturen annehmen. Das Bild soll die Magnetfelder mehr in den Fokus rücken.“

MPIfR / RK